JP3620592B2

JP3620592B2 - Transfer roller and transfer device

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Publication number: JP3620592B2
Application number: JP2001242274A
Authority: JP
Inventors: 博金田; 英司澤; 隆太田中; 喜夫滝沢; 光治高木; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2016-04-19
Also published as: JP2002132070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの転写装置に好適に用いられる転写ローラ及びこれを用いた転写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、レーザープリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、紙、ＯＨＰ、ベルト等の記録媒体等を帯電させ、現像剤を記録媒体等に転写させる転写ローラが使用されている。まず、カラー複写機等では、像担持体上に担持された帯電絶縁性トナー像を中間転写体へ一次転写した後、これを中間転写体から記録媒体へ二次転写させるようにした画像形成方法において、記録媒体を帯電させ、中間転写体上のトナー像を記録媒体へ転写させるための二次転写用の転写ローラが使用されている。
【０００３】
また、レーザープリンターでは、像担持体上に担持された帯電絶縁性トナー像を記録媒体へ転写させるようにした画像形成方法において、記録媒体を帯電させ、トナーによって可視化された静電潜像からトナーを記録媒体に転写させるための転写ローラが使用されている。
【０００４】
このレーザープリンター等の画像形成装置としては、例えば、図２に示されるように、感光ドラム１は、帯電器２により一様に帯電される。次に露光器３により静電潜像が形成され、現像器４により可視化されてトナー像となる。感光体上のトナー像が転写ローラ５との接触領域に達すると、それと同期して搬送されてきた記録用紙１０にトナー像が押圧され、同時に転写ローラ５にバイアス電源８から電圧が印加され、トナー像は感光ドラム１から記録用紙１０に転写される。なお、符号６は軸受、符号７はスプリング、符号９はクリーナーである。
【０００５】
従来、この画像形成装置に用いられる転写ローラは図１に例示したように、金属等の良導電性材料からなるシャフト１１の外周に、シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタンフォーム等の主材に導電性材料を配合して導電性を付与した弾性層１２を形成した構造となっている。ここで、弾性層１２の硬度は感光ドラム又は中間転写体（以下「感光ドラム等」という）と転写ローラ間で均一なニップを得るため、また、装置の高速化に伴い適度な転写量を得るために低硬度であることが必要であるとされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の転写ローラ、特に弾性層が弾性ゴムの場合には下記の欠点がある。
１．記録媒体を帯電させ、現像剤を記録媒体等に転写させる工程において、弾性層の硬度が高いことにより、転写ローラと感光ドラム等とのニップ幅が小さくなる。この結果、電圧の印加時に転写電界が十分な強度にまで達しないうちに記録媒体が転写部を通過するため、転写率が低下し、記録用紙上の転写画質は、著しく低下する等の問題がある。
【０００７】
２．また、転写ローラと感光体ドラム等とのニップ幅が小さくなると、文字・画像の中央部に圧力が集中するため、トナー粒子が感光ドラム等の表面から記録用紙に転写できず、いわゆる”中抜け”あるいは”白抜け”が生じる等の問題がある。
【０００８】
３．さらに、弾性層を低硬度化する方法としては、弾性層の主材に各種の可塑剤を添加する方法が試みられているが、可塑剤のブリードによる感光ドラム等の表面を汚染してしまう等の問題がある。
【０００９】
また、弾性層がウレタンフォームの場合には下記の欠点がある。
１．ウレタンフォームのセル径が不揃いであった場合、ローラ抵抗も不均一になり、転写された画像濃度に濃淡のばらつきが生じる等の問題がある。
【００１０】
２．また、転写ローラの表面に付着したトナーが記録用紙の裏面へ移行して記録用紙の裏汚れが発生する等の問題がある。なお、この問題を回避するため、転写ローラの表面をクリーニングする方法、例えば、転写ローラにトナーと同極のバイアスを印加する方法、または、この転写ローラにブレード又はローラ等を接触させてトナーをかき取る方法があるが、ブレード又はローラ等によるクリーニングでは、付着したトナーがフォームのセル部分に入り込みクリーニングが不可能であるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低硬度で広いニップ幅を有すると共に、感光体等を汚染するような不都合を生じることなく、かつ、画像濃度の低下あるいは画像の濃淡ばらつきが少なく、かつ”中抜け”あるいは”白抜け”がほとんど生せず、かつ記録用紙の裏汚れが発生することがない、転写ローラ及びこれを用いた転写装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の転写ローラは、シャフトの外周に少なくとも２層以上の弾性層を形成してなり、記録媒体を帯電させ、現像剤を記録媒体に転写させる転写ローラにおいて、前記弾性層は、外側にジフェニルメタンジイソシアネート系列のイソシアネートを用いたウレタンエラストマーからなる無発泡層を設けると共に、この無発泡層の内側に少なくとも１層以上の発泡層を積層し、この無発泡層の表面に主にフッ素樹脂成分からなる被膜を設けてなり、且つ、前記転写ローラのアスカーＣ硬度が１０〜７０°、表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さＲｚスケールで５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の転写ローラは、上記発泡層のアスカーＣ硬度が４５°以下、ＪＩＳ−Ｋ６４０１における圧縮永久歪みが１０％以下、温度２２℃、湿度５５％環境下、電圧５０Ｖ印加時における体積固有抵抗値が１×１０^２Ωｃｍ〜１×１０^８Ωｃｍであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の転写ローラは、上記無発泡層のアスカーＣ硬度が４０〜８５°、温度２２℃、湿度５５％環境下、電圧５０Ｖ印加時における体積固有抵抗値が１×１０^３〜１×１０^１１Ωｃｍであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の転写装置は、記録媒体を帯電させ、現像剤を記録媒体に転写させるための転写ローラを具備してなる転写装置において、前記転写ローラとして、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の転写ローラを用いたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
即ち、本発者らは、上記課題について鋭意検討した結果、本発明の転写ローラを、シャフトの外周に少なくとも２層以上の弾性層を形成し、記録媒体を帯電させ、現像剤を記録媒体に転写させる転写ローラにおいて、前記弾性層を、外側に無発泡層を設けると共に、この無発泡層の内側に少なくとも１層以上の発泡層を積層し、この無発泡層の表面に主に合成樹脂成分からなる被膜を設けてなり、且つ、前記転写ローラのアスカーＣ硬度が１０〜７０°、表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さＲｚスケールで５０μｍ以下とすることにより、上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１７】
なお、この詳しい機構については明らかではないが、無発泡層とこの無発泡層の内側に少なくとも１層以上の発泡層を積層してなり、この無発泡層を特定範囲の水酸基価を有する疎水性、親水性ポリオールとジフェニルメタンジイソシアネート系列のイソシアネートからなるウレタンエラストマーで構成されるため、感光体等を汚染するような不都合を生じることなく、転写ローラ全体の硬度をアスカーＣ硬度で１０から７０°にすることができるので、転写ローラと感光ドラム等とのニップ幅を広くでき、転写ローラと感光ドラム等との電界強度を十分安定した状態で確保でき、転写効率の低下を防止できるものと考えられ、また、転写ローラと感光ドラム等とのニップ幅を十分に確保できるため、”中抜け”あるいは”白抜け”が生じにくく、さらに、外側に無発泡層を設けたため、転写ローラ表面をブレードでクリーニングした際、転写ローラ表面に付着したトナーをブレードにより、十分にかき取れるので記録用紙の裏汚れを防止できる。
【００１８】
以下、本発明について図面を用いて更に詳しく説明する。図３は、本発明の転写ローラの一例を示す概略図である。ここでは、シャフト１１の外周に発泡層１２が形成され、さらにその外周に無発泡層１３が形成され、さらに無発泡層１３の表面に主に合成樹脂成分からなる被膜１４が設けられた転写ローラを示している。無発泡層にブレードクリーニング性、耐摩耗性の機能を持たせ、発泡層に低硬度の機能を持たせている。また、弾性層は２層以上のものでも良く、外側が無発泡層で、内側が少なくとも１層が発泡層である以外はどのような組み合わせであっても良い。例えば、その組合せは、外側から無発泡層／発泡層／発泡層、無発泡層／発泡層／無発泡層、無発泡層／無発泡層／発泡層、無発泡層／発泡層／発泡層／発泡層、無発泡層／発泡層／無発泡層／発泡層／発泡層等が挙げられる。なお、本発明のローラ硬度は、アスカーＣ硬度で１０〜７０°、好ましくは、２０〜５０°である。
【００１９】
本発明に係るシャフト１１は、特に制限されず、例えば、その材料が金属又は樹脂等が挙げられるが、樹脂製シャフトの場合には目的に応じて導電性を付与しても良い。
【００２０】
発泡層１２に好適な材料は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ビスコース、アイオノマー等の熱可塑性フォーム又はウレタン、ラバーフォーム、エポキシ、フェノールユリア、ピラニル、シリコーン、アクリル等の熱硬化性フォームが挙げられるが、その中でウレタンが最適である。
【００２１】
また、発泡層１２の材料がウレタンである場合、ポリオールとしては、疎水性及び親水性のいかなるポリオールでも使用できる。その中で、経済性、取扱性の点で、ポリプロピレングリコール及びエチレンオキサイド付加体のポリエーテル系のポリオールが好ましい。
【００２２】
なお、発泡層１２の特性は、硬度がアスカーＣ硬度で４５°以下、体積固有抵抗値は温度２２℃、湿度５５％環境下、電圧５０Ｖ印加時に１×１０^２〜１×１０^８Ωｃｍ、密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、圧縮永久歪が１０％以下（ＪＩＳーＫ−６４０１基準）、特に５％以下が好ましく、１０％を越えると、ニップ幅の変動あるいは中間転写体或いは感光体への押し圧力が変動し、これに起因して著しい画像劣化が生じるおそれがある。また、発泡層１２のセル形態は、単泡、連泡等の何れの形態でも使用可能だが、連泡の方が温度による寸法変化が少ないので好ましい。
【００２３】
発泡層１２の製造方法としては、特に限定されないが、特にウレタンフォームの場合には、例えば、ワンショット法ならば、ポリオール、トリレンジイソシアネート、導電性を付与するための導電性材料、触媒、界面活性剤、水、その他の添加剤を同時に混合撹拌し、起泡した反応混合物を、予め金属シャフトがセットされた金型に注入し、５０〜９０℃で数時間キュアを行う。得られた成形体は研磨してローラに仕上げるが、円筒金型を使用した場合には脱型したままでも良い。また、プレポリマー法では、ポリオールとトリレンジイソシアネートからプレポリマーを一旦作成し、その後、得られたプレポリマー、プレポリマー作成時と同じあるいは異なるポリオール、導電性を付与するための導電性材料、触媒、界面活性剤、水、その他の添加剤を同時に混合撹拌し、起泡した反応混合物から、以降ワンショット法と同様の方法にてローラを製造する。さらに、この発泡層１２の上に他の層を形成する場合に、発泡層の外皮すなわちスキン層は研磨により除いても良いし、研磨せずにそのまま他の層を形成しても良い。なお、金属シャフトと発泡層との間に接着層を設けることもできる。
【００２４】
無発泡層１３に好適な材料は、特に限定されないが、例えば、疎水性及び／又は親水性ポリオールなどとジフェニルメタンジイソシアネート系列のイソシアネートとからなるウレタンエラストマーが挙げられる。
【００２５】
疎水性ポリオールとしては、例えば、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール或はそれらのスチレン、アクリロニトリル共重合体及び、それらの水添物等のポリオレフィンポリオール又はシリコーンポリオール、フッ素ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ダイマー酸ポリオール、或はそれらの混合物が用いられる。また、物性の低下を引き起こすことなく粘度を下げ、注型性を向上させる目的で、これら疎水性ポリオールにポリテトラメチレンエーテルグリコールを混合しても良い。ポリテトラメチレンエーテルグリコールとしては、通常のポリテトラメチレンエーテルグリコールの他にそのメチレン基にメチル基等のアルキル基等の置換基をグラフトさせたもの、或はその主鎖にプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを共重合させたものも使用できる。なお、水酸基価としては１５〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１５ｍｇ未満だとポリオールの粘度が高過ぎてしまい、１２０ｍｇを越えると得られるウレタンエラストマーは硬くなり好ましくない。また、ポリオールの官能基数としては１．５〜３．０が好ましく、１．５未満だと得られるウレタンエラストマーのタック性が大きくなり、３．０を越えると得られるウレタンエラストマーが硬くなり好ましくない。
【００２６】
次に、親水性ポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール、あるいは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンテングリコール、ヘキセングリコール等の脂肪族グリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールなどのグリコール類と、例えばトリメチロールプロパンのような３官能以上の多価アルコールとを成分とし、これらをアジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、ブラシリン酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸等を多塩基酸成分として得られる縮合型ポリエステルポリオール等のポリエステルポリオール、又はこれらの混合が挙げられる。なお、水酸基価としては５〜１３０ｍｇＫＯＨ/ ｇが好ましく、５ｍｇ未満だとポリオールの粘度が高過ぎてしまい、１３０ｍｇを越えると得られるウレタンエラストマーが硬くなり好ましくない。また、ポリオールの官能基数としては２〜６が好ましく、２未満だと得られるウレタンエラストマーのタック性が大きくなり、６を越えると得られるウレタンエラストマーが硬くなり好ましくない。
【００２７】
なお、無発泡層１３の特性は、特に限定ないが、その硬度がアスカーＣ硬度で４０〜８５°、無発泡層の体積固有抵抗値は温度２２℃、湿度５５％環境下、電圧５０Ｖ印加時に１×１０^３〜１×１０^１１Ωｃｍが好ましい。また、無発泡層の厚みは、特に制限はなされないが、０．１〜２．０ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ未満であると他の部材と接触して摩耗が進んだ場合の耐久性が不十分であり、２．０ｍｍを越えるとローラ全体の硬度が高くなりすぎてしまい十分な可撓性が得られない。さらに、ローラ表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さＲｚスケールで５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【００２８】
無発泡層１３に係るイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート系列のものが用いられる。例えば、粗製ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネート（クルードＭＤＩ或はポリメリックＭＤＩとも呼ばれる）、カルボジイミド変性ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネート、ウレトンイミン変性ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネートなどの液状のジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネート、ウレタン変性ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，２’ ジイソシアネートあるいはそれらの混合物が好ましく用いられる。イソシアネートの官能基数は２〜５、好ましくは２〜３．５であり、２未満だと得られるポリウレタンエラストマーは接触物を汚染することがあり、３．５を越えるともろくなるので好ましくない。
【００２９】
ポリオールとイソシアネートの配合比率は、ポリオール中の水酸基に対するイソシアネート基の比が０．７〜２．０、好ましくは０．９〜１．３になるように調整することが適当である。この範囲より小さいと得られるポリウレタンエラストマーは接触物を汚染することがあり、又この範囲より大きいともろくなるので好ましくない。
【００３０】
無発泡層１３の製造方法としては、特に限定されないが、特にウレタンフォームの場合には、例えば、ワンショット法ならば、ポリオール、イソシアネート、導電性を付与するための導電性材料、触媒、その他の添加剤を同時に混合撹拌し、予め発泡層となるフォームが外周にローラ状に形成された金属シャフトがセットされた金型に注入し、５０〜９０℃で数時間キュアを行う。得られた成形体は研磨してローラに仕上げる。または、円筒金型を使用した場合には脱型したままでも良い。また、プレポリマー法では、ポリオールと２官能のイソシアネート例えば、ジフェニルメタン−４，４’ ジイソシアネートからプレポリマーを一旦作成し、その後、得られたプレポリマー、およびプレポリマー作成時と同じあるいは異なるポリオール、導電性を付与するための導電性材料、触媒、その他の添加剤を同時に混合撹拌し、以降ワンショット法と同様の方法にてローラを製造する。なお、ローラを製造後にこの無発泡層を研磨しても良い。
【００３１】
発泡層１２又は無発泡層１３に導電性を付与するための導電性材料としては、まず粉体として例示すれば、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が安く、少量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラックである。通常は、これらの導電性材料の配合量は、ウレタン１００重量部に対して０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００３２】
イオン導電性物質を例示すれば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更にトリデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、ラウリルトリメチルアンモニウムパークロレート、変性脂肪族・ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−（３′−ドデシロキシ−２′−ヒドロキシプロピル）メチルアンモニウムエトサルフェート、３−ラウルアミドプロピル−トエイメチルアンモニウムメチルサルフェート、ステアルアミドプロピルジメチル−β−ヒドロキシエチル−アンモニウム−ジハイドロジェンフォスフェート、テトラブチルアンモニウムホウフッ酸塩、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の第４級アンモニウムの過塩素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、メチルサルフェート塩、リン酸塩、ホウフッ化水素酸塩、アセテート等の有機イオン性導電物質或は電荷移動錯体が例示される。通常は、これらの導電性材料の配合量は、ウレタン１００重量部に対して０．０００１〜５０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００３３】
また、無発泡層１３のウレタンエラストマーには、転写効率をコントロールする目的でニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料等の各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロン等の微粉体を添加することができる。この場合、これら添加剤の添加量は、上記ポリウレタン１００重量部に対して、上記荷電制御剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０重量部とすることが好ましい。
【００３４】
無発泡層１３の表面には、ローラの耐久性向上あるいは転写効率をコントロールする目的で、主に合成樹脂成分からなる被膜を形成させる。合成樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、東レ（株）社製、「ＣＭ−８３３」「ＣＭ８０００」等の可溶性ナイロン樹脂、溶剤、水等にフッ素樹脂を溶解したもの、フッ素系樹脂を水系ラテックスとしたもの、例えば、日本油脂（株）社製、「ベルフロン１０００」「ベルフロン１３００」等、旭硝子（株）社製、「ルミフロンＬＴ−ＦＥ−３０００」「ルミフロン６００」「ルミフロン８００」等、ダイキン工業（株）社製、「ゼッフルＬＣ９３０」「ダイエルラテックスＧＬＳ−２１３」及び「ＧＬＳ−２１３Ｄ」「ポリフロンＴＦＥタフコートエナメルＴＣ−７４００」等のフッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂及びメラミン樹脂から選ばれる樹脂を単独又は２種以上混合したものが挙げられる。また、合成樹脂成分に上述した導電性材料を添加しても良い。なお、被膜形成方法としては、ディップコーティング法、トランスコーティング法、インモールドコーティン法、ローラコーティング法などが適当である。
【００３５】
本発明において、転写ローラとしての体積固有抵抗値は特に制限するものではないが、温度２２℃、湿度５５％環境下、電圧５０Ｖ印加時に１×１０^３〜１×１０^１０Ωｃｍ、特に１×１０^４〜１×１０^９Ωｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１×１０^３Ωｃｍ未満であると電荷が中間転写体あるいは感光体ドラム等にリークしたり、電圧により転写ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方１×１０^１０Ωｃｍを超えると、転写ローラと中間転写体あるいは感光体ドラム間に適正な放電が得られなくなる。
【００３６】
本発明で得られる転写ローラは、形状追従性が非常に良く低硬度であるため、感光体等の被接触物に対する接触ニップを大きくとっても、十分な追従性が得られる。低接触圧でニップ幅を大きくすることにより、画質の向上、転写速度の高速化が可能となる。感光体等に対して３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上のニップ幅となるように設置することにより、本発明の転写ローラの性能を十分に引き出すことができる。
【００３７】
【実施例】
以下に実施例、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
［実施例１］
官能基数３、分子量５０００のポリエーテルポリオールにＮＣＯ％が６．７になるようにトリレンジイソシアネートを反応させて得られたプレポリマー１００重量部（以下単に「部」という）に、１，４−ブタンジオール６．４６部、シリコーン界面活性剤２部、ジブチルチンジラウレート０．００３部及びアセチレンブラック２．２部を添加し、混合機を用いて２分攪拌した後、予め外径８ｍｍのシャフトをセットし、６０℃に予熱されたモールドに反応混合液を注入し、６０℃で１２時間キュアした。脱型後研磨し、外径１５ｍｍの外層がウレタンフォームのローラを得た。このようにして得られたウレタンフォーム製ローラに、下記に示す方法により、疎水ウレタンエラストマーを最外層とし、内部がウレタンフォームである２層構造の外径１６ｍｍのローラを得た。
【００３８】
まず、水酸基価４７．１、官能基数２．４のポリイソプレンポリオール１００部にアセチレンブラック３．１部を添加し、真空で３０分撹拌しながら減圧脱泡した後、ＮＣＯ％が３１．７の粗製ジフェニルメタン−４、４′ジイソシアネート１２．７部及びジブチルチンジラウレート０．００１部を添加し、やはり減圧脱泡しつつ３分間攪拌した後、予め上記のごとく製造したウレタンフォーム製ローラをセットし、６０℃に予熱されたモールドに反応混合液を注入し、９０℃で１６時間キュアを行い、脱型した後、外径１６ｍｍになるよう研磨した。出来上がったローラの表面はタック性は無く、アスカーＣ硬度は３７°、抵抗は１×１０^８Ωであった。
【００３９】
得られたローラを、トルエンに可溶のフッ素樹脂を５重量％溶解した溶液中に、１０秒間浸浸し、ローラを引き上げて乾燥して表面処理を行った。
ローラの感光ドラムへの汚染性を試験するため、ＮＥＣ社のプリンターＰＣーＰＲ１０００Ｅ／４の感光ドラムにローラを両端５００ｇの荷重で押し当て、５５℃、８５％湿度の条件で５日間放置した。取り出し後の感光ドラム表面に跡は残らず、プリンターに装着して画像を出しても影響はなかった。
【００４０】
転写ローラとしての特性を見るため、図２に示した転写ユニットにてグレースケール、黒ベタ、白ベタの各画像出し及び用紙裏汚れの観察を行ったところ、良好な画質が得られた。また、文字画像出しを行ったところ、文字中抜けの無い鮮明な画質が得られた。以上の評価結果を他の実施例及び比較例での結果とともに表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
［実施例２］
実施例１と同様の方法にて得られた、疎水ウレタンエラストマーを最外層とし、内部がウレタンフォームである２層構造のローラを、メタノール：トルエン＝３：１の溶媒に濃度１０％になるように可溶性共重合ナイロンを溶解し、その後導電剤としてカーボンを該ナイロン対比２０ｐｈｒ混合した導電塗料中に１ｃｍ／ｓｅｃの速度で挿入し、同速度にてローラを引き上げて乾燥し、実施例１と同様の測定を行った。
【００４３】
［比較例１］
水酸基価４７．１、官能基数２．４のポリイソプレンポリオール１００部にアセチレンブラック３．１部を添加し、真空で３０分撹拌しながら減圧脱泡した後、ＮＣＯ％が３１．７の粗製ジフェニルメタン−４、４′ジイソシアネート１２．７部及びジブチルチンジラウレート０．００１部を添加し、やはり減圧脱泡しつつ３分間攪拌した後、予め外径８ｍｍのシャフトをセットし、９０℃に予熱された内径１７ｍｍモールドに反応混合液を注入し、９０℃で１６時間キュアを行い、脱型した後、外径１６ｍｍになるよう研磨し、実施例１と同様の測定を行った。
【００４４】
［比較例２］
ポリオール成分として、水酸基価３３．７、官能基数３．０のポリエーテルポリオール、イソシアネート成分部数として９．２部使用すること以外は比較例１と同様の方法にてローラを製造し、実施例１と同様の測定を行った。
【００４５】
［比較例３］
官能基数３、分子量５０００のポリエーテルポリオールにＮＣＯ％が６．７になるようにトリレンジイソシアネートを反応させて得られたプレポリマー１００部に、１，４−ブタンジオール６．４６部、シリコーン界面活性剤２部、ジブチルチンジラウレート０．００３部及びアセチレンブラック２．２部を添加し、混合機を用いて２分攪拌した後、予め外径８ｍｍのシャフトをセットし、６０℃に予熱されたモールドに反応混合液を注入し、６０℃で１２時間キュアした。脱型後研磨し、外径１６ｍｍのウレタンフォームのローラを得、実施例１と同様の測定を行った。
【００４６】
【発明の効果】
すなわち、本発明のローラは、最外層以外の少なくとも１層がフォームであり、最外層が特定範囲の水酸基価を有する疎水性、親水性ポリオールとジフェニルメタンジイソシアネート系列のイソシアネートからなるウレタンエラストマーで構成され、さらにこの最外層の表面に主に合成樹脂成分からなる被膜を設けた構成とすることにより、感光体等を汚染するような不都合を生じることなく、ローラ全体の硬度を、アスカーＣ硬度で１０°から７０°にすることができるので、転写ローラと中間転写体あるいは感光体ドラムとのニップ幅を広くでき、転写効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の転写ローラの概略断面図である。
【図２】本発明の転写ローラが使用されるレーザープリンター等の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の転写ローラの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電器
３画像露光系
４現像器
５転写ローラ
１０記録用紙
１１シャフト
１２発泡層（弾性層）
１３無発泡層
１４被膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer roller suitably used for a transfer apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser printer or an electrostatic recording apparatus, and a transfer apparatus using the transfer roller.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a transfer roller that charges a recording medium such as paper, OHP, and a belt and transfers a developer onto the recording medium or the like is used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser printer or an electrostatic recording apparatus. . First, in a color copying machine or the like, an image forming method in which a charged insulating toner image carried on an image carrier is primarily transferred to an intermediate transfer member and then secondarily transferred from the intermediate transfer member to a recording medium. The secondary transfer roller is used to charge the recording medium and transfer the toner image on the intermediate transfer member to the recording medium.
[0003]
In a laser printer, in an image forming method in which a charged insulating toner image carried on an image carrier is transferred to a recording medium, the recording medium is charged and the toner is obtained from the electrostatic latent image visualized by the toner. A transfer roller is used to transfer the image onto a recording medium.
[0004]
As an image forming apparatus such as a laser printer, for example, as shown in FIG. 2, the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charger 2. Next, an electrostatic latent image is formed by the exposure device 3 and visualized by the developing device 4 to become a toner image. When the toner image on the photoconductor reaches the contact area with the transfer roller 5, the toner image is pressed against the recording paper 10 conveyed in synchronization therewith, and at the same time, a voltage is applied to the transfer roller 5 from the bias power source 8. The toner image is transferred from the photosensitive drum 1 to the recording paper 10. Reference numeral 6 denotes a bearing, reference numeral 7 denotes a spring, and reference numeral 9 denotes a cleaner.
[0005]
Conventionally, as illustrated in FIG. 1, a transfer roller used in this image forming apparatus is formed on the outer periphery of a shaft 11 made of a highly conductive material such as metal, such as elastic rubber such as silicone rubber, NBR, EPDM, or urethane foam. It has a structure in which an elastic layer 12 provided with conductivity by blending a main material with a conductive material is formed. Here, the hardness of the elastic layer 12 is such that a uniform nip is obtained between the photosensitive drum or intermediate transfer member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) and the transfer roller, and an appropriate transfer amount is obtained as the apparatus speeds up. Therefore, it was necessary to have a low hardness.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional transfer roller, particularly when the elastic layer is an elastic rubber, has the following drawbacks.
1. In the process of charging the recording medium and transferring the developer to the recording medium or the like, the nip width between the transfer roller and the photosensitive drum or the like is reduced due to the high hardness of the elastic layer. As a result, since the recording medium passes through the transfer portion before the transfer electric field reaches a sufficient strength when a voltage is applied, the transfer rate is lowered, and the transfer image quality on the recording paper is remarkably lowered. is there.
[0007]
2. In addition, when the nip width between the transfer roller and the photosensitive drum is reduced, the pressure concentrates on the center of the character / image, so that the toner particles cannot be transferred from the surface of the photosensitive drum or the like to the recording paper. There are problems such as “or“ white spots ”.
[0008]
3. Further, as a method of reducing the hardness of the elastic layer, a method of adding various plasticizers to the main material of the elastic layer has been tried, but the surface of the photosensitive drum or the like is contaminated by the bleed of the plasticizer. There is a problem.
[0009]
Moreover, when an elastic layer is a urethane foam, there exist the following faults.
1. If the cell diameters of the urethane foam are not uniform, the roller resistance becomes non-uniform, and there are problems such as variations in the density of the transferred image.
[0010]
2. In addition, the toner adhering to the surface of the transfer rollerMove toThere is a problem that the back side of the recording paper is stained. In order to avoid this problem, a method of cleaning the surface of the transfer roller, for example, a method of applying a bias having the same polarity as the toner to the transfer roller, or a blade or a roller or the like is brought into contact with the transfer roller to remove the toner. There is a method of scraping, but cleaning with a blade or a roller has a problem that the adhered toner enters the cell portion of the foam and cannot be cleaned.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, has a low hardness and a wide nip width, does not cause inconveniences that contaminate the photosensitive member, etc., and reduces image density or variations in image density. It is an object of the present invention to provide a transfer roller and a transfer device using the same, which are small and hardly cause “cold” or “white” and do not cause the backside of recording paper to be stained.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The transfer roller of the present invention is formed by forming at least two elastic layers on the outer periphery of the shaft, charging the recording medium, and transferring the developer to the recording medium. The elastic layer has diphenylmethane on the outside. A non-foamed layer made of a urethane elastomer using a diisocyanate series isocyanate is provided, and at least one foamed layer is laminated on the inside of the non-foamed layer.Fluorine resinThe transfer roller is characterized in that the transfer roller has an Asker C hardness of 10 to 70 ° and a surface roughness of 50 μm or less on a JIS 10-point average roughness Rz scale.
[0013]
In the transfer roller of the present invention, the foam layer has an Asker C hardness of 45 ° or less, a compression set according to JIS-K6401 of 10% or less, a temperature of 22 ° C., and a humidity of 55%. Resistance value is 1 × 10²Ωcm ～ 1 × 10⁸It is Ωcm.
[0014]
In the transfer roller of the present invention, the non-foamed layer has an Asker C hardness of 40 to 85 °, a temperature of 22 ° C., a humidity of 55%, and a volume specific resistance value of 1 × 10 when a voltage of 50 V is applied.³~ 1x10¹¹It is Ωcm.
[0015]
The transfer apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the transfer apparatus includes a transfer roller for charging the recording medium and transferring the developer to the recording medium. The transfer roller described in the item is used.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
That is, as a result of intensive studies on the above problems, the present inventors formed at least two elastic layers on the outer periphery of the shaft of the transfer roller of the present invention, charged the recording medium, and used the developer as the recording medium. In the transfer roller to be transferred, the elastic layer is provided with a non-foamed layer on the outer side, and at least one foamed layer is laminated on the inner side of the non-foamed layer, and a synthetic resin component is mainly formed on the surface of the non-foamed layer. It is found that the above-mentioned problems can be solved by providing a film made of the transfer roller and having an Asker C hardness of 10 to 70 ° and a surface roughness of 50 μm or less on a JIS 10-point average roughness Rz scale, The present invention has been completed.
[0017]
Although it is not clear about this detailed mechanism, the non-foamed layer and at least one foamed layer are laminated on the inner side of the non-foamed layer, and this non-foamed layer is hydrophobic having a hydroxyl value within a specific range. Since it is composed of a urethane elastomer composed of hydrophilic polyol and diphenylmethane diisocyanate series isocyanate, the hardness of the entire transfer roller is set to 10 to 70 ° in Asker C hardness without causing any inconvenience that contaminates the photoreceptor. Therefore, it is considered that the nip width between the transfer roller and the photosensitive drum can be widened, the electric field strength between the transfer roller and the photosensitive drum can be secured in a sufficiently stable state, and a decrease in transfer efficiency can be prevented. In addition, since the nip width between the transfer roller and the photosensitive drum can be secured sufficiently, “missing” or “missing” may occur. Ku, further due to the provision of a non-foamed layer on the outside, the transfer time of cleaning the roller surface with a blade, the blade toner attached to the transfer roller surface, thereby preventing the backside contamination of the recording sheet so sufficiently oyster taken.
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic view showing an example of the transfer roller of the present invention. Here, a foamed layer 12 is formed on the outer periphery of the shaft 11, a non-foamed layer 13 is further formed on the outer periphery thereof, and a coating 14 made mainly of a synthetic resin component is provided on the surface of the non-foamed layer 13.WasA transfer roller is shown. The non-foamed layer has functions of blade cleaning and abrasion resistance, and the foamed layer has a function of low hardness. The elastic layer may be two or more layers, and may be any combination except that the outer side is a non-foamed layer and the inner side is at least one layer. For example, the combination is as follows: from the outside, no foam layer / foam layer / foam layer, no foam layer / foam layer / no foam layer, no foam layer / no foam layer / foam layer, no foam layer / foam layer / foam layer / Examples thereof include a foam layer, a non-foam layer / a foam layer / a non-foam layer / a foam layer / a foam layer. The roller hardness of the present invention is 10 to 70 °, preferably 20 to 50 ° in terms of Asker C hardness.
[0019]
The shaft 11 according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a metal or a resin, but in the case of a resin shaft, conductivity may be imparted depending on the purpose.
[0020]
A material suitable for the foamed layer 12 is not particularly limited, but, for example, thermoplastic foam such as polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl alcohol, viscose, ionomer, or urethane, rubber foam, epoxy, phenol urea, pyranyl, silicone And thermosetting foams such as acrylic, among which urethane is most suitable.
[0021]
Moreover, when the material of the foam layer 12 is urethane, any polyol that is hydrophobic or hydrophilic can be used as the polyol. Among them, polyether glycols of polypropylene glycol and ethylene oxide adducts are preferable in terms of economy and handling..
[0022]
The characteristics of the foamed layer 12 are as follows. The hardness is 45 ° or less in Asker C hardness, the volume resistivity is 1 × 10 at a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55%, and a voltage of 50V is applied.²~ 1x10⁸Ωcm, density 0.005 to 0.5 g / cm³, Preferably 0.05 to 0.5 g / cm³The compression set is 10% or less (JIS-K-6401 standard), particularly preferably 5% or less, and if it exceeds 10%, the nip width fluctuates or the pressing force to the intermediate transfer member or the photosensitive member fluctuates. There is a possibility that significant image deterioration may occur due to the above. Further, the cell form of the foam layer 12 can be used in any form such as single foam or continuous foam, but the continuous foam is preferable because the dimensional change due to temperature is small.
[0023]
The production method of the foamed layer 12 is not particularly limited, but particularly in the case of urethane foam, for example, in the case of the one-shot method, polyol, tolylene diisocyanate, conductive material for imparting conductivity, catalyst, interface The activator, water, and other additives are mixed and stirred at the same time, and the foamed reaction mixture is poured into a mold on which a metal shaft has been set in advance and cured at 50 to 90 ° C. for several hours. The obtained molded body is polished and finished into a roller, but when a cylindrical mold is used, it may be removed. In the prepolymer method, a prepolymer is once prepared from a polyol and tolylene diisocyanate, and then the obtained prepolymer, a polyol that is the same as or different from the prepolymer, a conductive material for imparting conductivity, and a catalyst. Then, a surfactant, water and other additives are mixed and stirred at the same time, and a roller is produced from the foamed reaction mixture by the same method as the one-shot method. Further, when another layer is formed on the foam layer 12, the outer layer of the foam layer, that is, the skin layer, may be removed by polishing, or another layer may be formed as it is without being polished. An adhesive layer may be provided between the metal shaft and the foam layer.
[0024]
A material suitable for the non-foamed layer 13 is not particularly limited, and examples thereof include a urethane elastomer composed of a hydrophobic and / or hydrophilic polyol and a diphenylmethane diisocyanate series isocyanate.
[0025]
Examples of the hydrophobic polyol include polyisoprene polyol, polybutadiene polyol or their styrene, acrylonitrile copolymer, and polyolefin polyol or silicone polyol such as hydrogenated product thereof, fluorine polyol, castor oil-based polyol, dimer acid polyol Or mixtures thereof. Further, for the purpose of lowering the viscosity without causing deterioration of physical properties and improving the castability, polytetramethylene ether glycol may be mixed with these hydrophobic polyols. As polytetramethylene ether glycol, in addition to normal polytetramethylene ether glycol, a methylene group grafted with a substituent such as an alkyl group such as a methyl group, or an alkylene oxide such as propylene oxide on its main chain. Those obtained by copolymerizing can also be used. The hydroxyl value is preferably 15 to 120 mg KOH / g, and if it is less than 15 mg, the viscosity of the polyol is too high, and if it exceeds 120 mg, the resulting urethane elastomer becomes hard, which is not preferred. The number of functional groups of the polyol is 1. 5-3. 0 is preferable, and if it is less than 1.5, the tackiness of the urethane elastomer obtained becomes large, and if it exceeds 3.0, the urethane elastomer obtained becomes hard, which is not preferable.
[0026]
Next, examples of the hydrophilic polyol include polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol, or aliphatic glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, pentene glycol, and hexene glycol, and diethylene glycol. In addition, glycols such as polyalkylene glycols such as dipropylene glycol and trifunctional or higher polyhydric alcohols such as trimethylolpropane are used as components, and these are adipic acid, sebacic acid, suberic acid, brassic acid, succinic acid. Polyester polyols such as condensed polyester polyols obtained from polybasic acid components such as aliphatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid Le, or mixtures thereofBe mentioned. The hydroxyl value is preferably 5 to 130 mgKOH / g, and if it is less than 5 mg, the viscosity of the polyol is too high, and if it exceeds 130 mg, the resulting urethane elastomer becomes hard, which is not preferred. The number of functional groups of the polyol is preferably 2 to 6, and if it is less than 2, the tackiness of the urethane elastomer obtained is increased, and if it exceeds 6, the resulting urethane elastomer becomes hard, which is not preferred.
[0027]
The characteristics of the non-foamed layer 13 are not particularly limited, but the hardness is 40 to 85 ° in terms of Asker C hardness, the volume specific resistance value of the non-foamed layer is 22 ° C., 55% humidity, and voltage 50V is applied. 1 × 10³~ 1x10¹¹Ωcm is preferred. Further, the thickness of the non-foamed layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2.0 mm. If it is less than 0.1 mm, the durability in the case where the wear progresses due to contact with other members is poor. 1 is sufficient. If it exceeds 0 mm, the hardness of the entire roller becomes too high, and sufficient flexibility cannot be obtained. Furthermore, the roller surface roughness is 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 10 μm or less on the JIS 10-point average roughness Rz scale.
[0028]
As the isocyanate related to the non-foamed layer 13, a diphenylmethane diisocyanate series is used. For example, liquid diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate-4,4 ′ diisocyanate (also called crude MDI or polymeric MDI), carbodiimide-modified diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate, uretonimine-modified diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate, etc. Diisocyanate, urethane-modified diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate, diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate, diphenylmethane-2,2 ′ diisocyanate or a mixture thereof is preferably used. The number of functional groups of the isocyanate is 2-5, preferably 2-3. If the polyurethane elastomer is less than 2, the resulting polyurethane elastomer may contaminate the contact material, and if it exceeds 3.5, the polyurethane elastomer becomes brittle.
[0029]
The mixing ratio of the polyol and the isocyanate is suitably adjusted so that the ratio of the isocyanate group to the hydroxyl group in the polyol is 0.7 to 2.0, preferably 0.9 to 1.3. If it is smaller than this range, the resulting polyurethane elastomer may contaminate the contact material, and it is not preferable because it becomes brittle if it is larger than this range.
[0030]
The method for producing the non-foamed layer 13 is not particularly limited, but particularly in the case of urethane foam, for example, in the case of the one-shot method, polyol, isocyanate, conductive material for imparting conductivity, catalyst, other Additives are mixed and stirred at the same time, poured into a mold in which a metal shaft, in which a foam to be a foam layer is formed in a roller shape on the outer periphery, is set, and cured at 50 to 90 ° C. for several hours. The obtained molded body is polished and finished into a roller. Alternatively, when a cylindrical mold is used, it may be left unmolded. In the prepolymer method, a prepolymer is once prepared from a polyol and a difunctional isocyanate, for example, diphenylmethane-4,4 ′ diisocyanate, and then the resulting prepolymer and the same or different polyol or conductive material as that used when the prepolymer was prepared. A conductive material, a catalyst, and other additives for imparting properties are mixed and stirred at the same time, and a roller is manufactured by the same method as the one-shot method. The non-foamed layer may be polished after manufacturing the roller.
[0031]
As a conductive material for imparting conductivity to the foamed layer 12 or the non-foamed layer 13, first, as an example of powder, conductive carbon such as ketjen black EC, acetylene black, SAF, ISAF, HAF, FEF , GPF, SRF, FT, MT, etc. Rubber carbon, Oxidized color (ink) carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, antimony-doped tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, nickel , Conductive metals such as copper, silver, germanium, and metal oxides, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, and the like. Among these, carbon black is inexpensive and easy to control conductivity with a small amount. Usually, the compounding amount of these conductive materials is suitably used in the range of 0.5 to 50 parts by weight, particularly 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of urethane.
[0032]
Examples of ionic conductive substances include inorganic ionic conductive substances such as sodium perchlorate, lithium perchlorate, calcium perchlorate, lithium chloride, tridecylmethyldihydroxyethylammonium perchlorate, lauryltrimethylammonium perchlorate, Modified Aliphatic Dimethylethylammonium Ethosulphate, N, N-Bis (2-hydroxyethyl) -N- (3′-dodecyloxy-2′-hydroxypropyl) methylammonium etosulphate, 3-Lauramidopropyl-Toeimethylammonium Methyl sulfate, stearamidopropyldimethyl-β-hydroxyethyl-ammonium dihydrogen phosphate, tetrabutylammonium borofluoride, stearylammonium acetate, laur Organic ionic conductive materials or charge transfer complexes such as quaternary ammonium perchlorates such as ruammonium acetate, sulfate, ethosulphate, methyl sulfate, phosphate, borofluoride, acetate Illustrated. Usually, the blending amount of these conductive materials is suitably used in the range of 0.0001 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of urethane.
[0033]
In addition, various charge control agents such as nigrosine, triaminophenylmethane, and cationic dyes, and fine powders such as silicone resin, silicone rubber, and nylon are added to the urethane elastomer of the non-foamed layer 13 for the purpose of controlling transfer efficiency. Can do. In this case, the addition amount of these additives is preferably 1 to 5 parts by weight for the charge control agent and 1 to 10 parts by weight for the fine powder with respect to 100 parts by weight of the polyurethane.
[0034]
A film mainly composed of a synthetic resin component is formed on the surface of the non-foamed layer 13 for the purpose of improving the durability of the roller or controlling the transfer efficiency. The synthetic resin component is not particularly limited. For example, a soluble nylon resin such as “CM-833” and “CM8000” manufactured by Toray Industries, Inc., a solvent, a fluorine resin dissolved in water, etc. Aqueous latex, for example, “BELFLON 1000” “BELFLON 1300” manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., “Lumiflon LT-FE-3000” “Lumiflon 600” “Lumiflon 800” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., etc. Fluorine resin, acrylic resin, urethane-modified acrylic resin, polycarbonate, etc., manufactured by Daikin Industries, Ltd., such as “Zeffle LC930”, “Daiel Latex GLS-213” and “GLS-213D” “Polyflon TFE Tough Coat Enamel TC-7400” Resin selected from resin, silicone resin and melamine resin alone or 2 It includes a mixture or more. Moreover, you may add the electroconductive material mentioned above to the synthetic resin component. As the film forming method, a dip coating method, a trans coating method, an in-mold coating method, a roller coating method and the like are suitable.
[0035]
In the present invention, the volume specific resistance value as the transfer roller is not particularly limited, but it is 1 × 10 when a voltage of 50 V is applied under an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55%.³~ 1x10¹⁰Ωcm, especially 1 × 10⁴~ 1x10⁹It is preferable to set to Ωcm. Resistance value is 1 × 10³If it is less than Ωcm, the charge may leak to the intermediate transfer member or the photosensitive drum, or the transfer roller itself may be destroyed by the voltage.¹⁰If it exceeds Ωcm, appropriate discharge cannot be obtained between the transfer roller and the intermediate transfer member or the photosensitive drum.
[0036]
Since the transfer roller obtained in the present invention has very good shape followability and low hardness, sufficient followability can be obtained even if the contact nip with respect to a contacted object such as a photoreceptor is large. By increasing the nip width with a low contact pressure, it is possible to improve the image quality and increase the transfer speed. By setting the nip width to be 3 mm or more, more preferably 5 mm or more with respect to the photoconductor or the like, the performance of the transfer roller of the present invention can be sufficiently brought out.
[0037]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following.
[Example 1]
To 100 parts by weight of a prepolymer (hereinafter, simply referred to as “parts”) obtained by reacting tolylene diisocyanate so that NCO% is 6.7 with a polyether polyol having 3 functional groups and a molecular weight of 5000, 1,4- 6.46 parts of butanediol, 2 parts of silicone surfactant, 0.003 part of dibutyltin dilaurate and acetylene black After adding 2 parts and stirring for 2 minutes using a mixer, a shaft with an outer diameter of 8 mm was set in advance, the reaction mixture was poured into a mold preheated to 60 ° C., and cured at 60 ° C. for 12 hours. After removing the mold, polishing was performed to obtain a urethane foam roller having an outer layer having an outer diameter of 15 mm. By using the urethane foam roller thus obtained, a roller having a hydrophobic urethane elastomer as an outermost layer and having a two-layer structure with an inner diameter of 16 mm was obtained by the following method.
[0038]
First, the hydroxyl value 47. 1. After adding 3.1 parts of acetylene black to 100 parts of polyisoprene polyol having a functional group number of 2.4 and degassing under reduced pressure while stirring for 30 minutes under vacuum, crude diphenylmethane-4, 4 with NCO% of 31.7 'After adding 12.7 parts of diisocyanate and 0.001 part of dibutyltin dilaurate and stirring for 3 minutes while degassing under reduced pressure, the urethane foam roller produced as described above was set in advance and preheated to 60 ° C. The reaction mixture was poured into the mold, cured at 90 ° C. for 16 hours, demolded, and then polished to an outer diameter of 16 mm. The surface of the finished roller is not tacky, the Asker C hardness is 37 °, and the resistance is 1 × 10⁸Ω.
[0039]
The obtained roller is immersed in a solution of 5% by weight of a fluorine resin soluble in toluene for 10 seconds, and the roller is pulled.RaiseThe surface treatment was performed after drying.
In order to test the contamination of the roller to the photosensitive drum, the roller was pressed against the photosensitive drum of NEC printer PC-PR1000E / 4 with a load of 500 g at both ends and left for 5 days at 55 ° C. and 85% humidity. There was no trace on the surface of the photosensitive drum after removal, and there was no effect even when the image was mounted on a printer.
[0040]
In order to see the characteristics as the transfer roller, when the gray scale, black solid, and white solid images were printed and the paper back surface was observed with the transfer unit shown in FIG. 2, good image quality was obtained. Further, when a character image was output, a clear image quality without missing a character was obtained. The above evaluation results are shown in Table 1 together with the results of other examples and comparative examples.
[0041]
[Table 1]

[0042]
[Example 2]
A two-layer roller having a hydrophobic urethane elastomer as the outermost layer and urethane foam inside is obtained in the same manner as in Example 1 so that the concentration becomes 10% in a solvent of methanol: toluene = 3: 1. In the same manner as in Example 1, the soluble copolymer nylon is dissolved in the resin, and then carbon is inserted as a conductive agent into a conductive paint mixed with 20 phr of nylon at a speed of 1 cm / sec. Was measured.
[0043]
[Comparative Example 1]
Hydroxyl value 47. 1. After adding 3.1 parts of acetylene black to 100 parts of polyisoprene polyol having a functional group number of 2.4 and degassing under reduced pressure while stirring for 30 minutes under vacuum, crude diphenylmethane-4, 4 with NCO% of 31.7 'After adding 12.7 parts diisocyanate and 0.001 part dibutyltin dilaurate and stirring for 3 minutes while degassing under reduced pressure, set a shaft with an outer diameter of 8 mm in advance and place it in a 17 mm inner diameter mold preheated to 90 ° C. The reaction mixture was poured, cured at 90 ° C. for 16 hours, demolded, polished to an outer diameter of 16 mm, and the same measurement as in Example 1 was performed.
[0044]
[Comparative Example 2]
As a polyol component, a hydroxyl value of 33. 7. Number of functional groups 0 polyether polyol, 9. A roller was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2 parts were used, and the same measurement as in Example 1 was performed.
[0045]
[Comparative Example 3]
To 100 parts of a prepolymer obtained by reacting tolylene diisocyanate so that NCO% is 6.7 with a polyether polyol having 3 functional groups and a molecular weight of 5000, 6.46 parts of 1,4-butanediol, a silicone interface 2. 2 parts activator, 0.003 part dibutyltin dilaurate and acetylene black After adding 2 parts and stirring for 2 minutes using a mixer, a shaft with an outer diameter of 8 mm was set in advance, the reaction mixture was poured into a mold preheated to 60 ° C., and cured at 60 ° C. for 12 hours. After demolding and polishing, a urethane foam roller having an outer diameter of 16 mm was obtained, and the same measurement as in Example 1 was performed.
[0046]
【The invention's effect】
That is, in the roller of the present invention, at least one layer other than the outermost layer is a foam, and the outermost layer is composed of a urethane elastomer composed of a hydrophobic, hydrophilic polyol having a specific range of hydroxyl values and a diphenylmethane diisocyanate series isocyanate, Furthermore, by adopting a structure in which a coating composed mainly of a synthetic resin component is provided on the surface of the outermost layer, the hardness of the entire roller is 10 ° in terms of Asker C hardness without causing inconveniences that contaminate the photoreceptor. Therefore, the nip width between the transfer roller and the intermediate transfer member or the photosensitive drum can be widened, and a decrease in transfer efficiency can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional transfer roller.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an image forming apparatus such as a laser printer using the transfer roller of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a transfer roller of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charger
3 Image exposure system
4 Developer
5 Transfer roller
10 Recording paper
11 Shaft
12 Foam layer (elastic layer)
13 Non-foamed layer
14 Coating

Claims

A transfer roller in which at least two or more elastic layers are formed on the outer periphery of the shaft, and the recording medium is charged to transfer the developer to the recording medium. The urethane is a urethane using diphenylmethane diisocyanate series isocyanate on the outside. Providing a non-foamed layer made of an elastomer, laminating at least one foamed layer inside the non-foamed layer, and providing a film mainly made of a fluororesin component on the surface of the non-foamed layer; and A transfer roller having an Asker C hardness of 10 to 70 ° and a surface roughness of 50 μm or less on a JIS 10-point average roughness Rz scale.

2. The transfer roller according to claim 1, wherein the urethane elastomer is a urethane elastomer mainly produced from a hydrophobic polyol and the isocyanate by a one-shot method.

2. The transfer roller according to claim 1, wherein the urethane elastomer is a urethane elastomer produced by a prepolymer mainly composed of a hydrophobic polyol and the isocyanate and a polyol.

4. The transfer roller according to claim 2, wherein the hydrophobic polyol has a hydroxyl value of 15 to 120 mgKOH / g and a functional group number of 1.5 to 3.

2. The transfer roller according to claim 1, wherein the urethane elastomer is a urethane elastomer produced by a one-shot method mainly from a hydrophilic polyol and the isocyanate.

2. The transfer roller according to claim 1, wherein the urethane elastomer is a urethane elastomer produced mainly from a prepolymer comprising a hydrophilic polyol and the isocyanate and a polyol.

The transfer roller according to claim 5 or 6, wherein the hydrophilic polyol has a hydroxyl value of 5-130 mgKOH / g and a functional group number of 2-6.

Transfer roller according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the addition of conductive substances to the fluororesin component.

Transfer roller according to any one of claims 1 to 8, wherein the thickness of the non-foamed layer is 0. 1 to 2. 0 mm.

The foam layer is a flexible foam selected from foams made of polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, rubber foam, polyvinyl alcohol, viscose, ionomer, urethane, epoxy, phenol, urea, pyranyl, silicone, and acrylic. The transfer roller according to any one of claims 1 to 9 .

The foam layer has an Asker C hardness of 45 ° or less, a compression set of 10% or less in JIS-K6401, a temperature of 22 ° C., a humidity of 55%, and a volume resistivity value of 1 × 10 ² Ωcm when a voltage of 50 V is applied. The transfer roller according to claim 1, wherein the transfer roller is 1 × 10 ⁸ Ωcm.

The non-foamed layer has an Asker C hardness of 40 to 85 °, a temperature of 22 ° C., a humidity of 55%, and a volume resistivity value of 1 × 10 ³ to 1 × 10 ¹¹ Ωcm when a voltage of 50 V is applied. The transfer roller according to any one of claims 1 to 11.
Transfer device.

The recording medium is charged, the transfer device comprising comprising a transfer roller for transferring the developer to a recording medium, as the transfer roller, using a transfer roller according to any one of claims 1 to 12 A transfer device characterized by that.